(57)【要約】本教示の種々の側面によると、微分移動度分光法のための方法およびシステムが、複数のＳＶ／ＣＶの組み合わせを１つまたは複数のイオン源によって発生させられたイオンの集団のサブセットに同時に印加するために本明細書に提供される。種々の側面では、本教示によるＤＭＳデバイスは、並行して動作するための複数のチャネル（例えば、２、３、４、５、６つ、またはそれより多い）を提供することができ、その中で異なる電場が、各チャネル内のイオンの特性移動度に基づいて、サンプルイオンをそれらのチャネル内でフィルタ処理するために発生させられることができる。このように、本教示によるデバイスおよび方法は、種々の側面では、改良されたデューティサイクル、増加されたスループット、減少されたサンプル消費、複数の着目イオンのための増加された感度、および／または増加された分解能を可能にすることができる。
2019510222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリフトガス内に含有されるサンプルイオンを受け取るための入口端から前記サンプルイオンの少なくとも一部を伝送するための出口端まで延在する複数の電極を備える微分移動度分光計であって、
前記複数の電極は、
前記入口端から前記出口端まで延在し、前記サンプルイオンの第１の部分をその間に受け取るように構成された第１の対の対向フィルタ電極であって、前記第１の対の対向フィルタ電極は、第１の微分移動度電場を前記第１の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、電力供給源に電気的に結合されるように構成されている、第１の対の対向フィルタ電極と、
前記入口端から前記出口端まで延在し、前記サンプルイオンの第２の部分をその間に受け取るように構成された第２の対の対向フィルタ電極であって、前記第２の対の対向フィルタ電極は、第２の微分移動度電場を前記第２の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、前記電力供給源に電気的に結合されるように構成されている、第２の対の対向フィルタ電極と
を備え、
前記第１の微分移動度電場および前記第２の微分移動度電場は、前記第１の対の電極および前記第２の対の電極が、異なる移動度特性を有する前記サンプルイオンの選択された部分を前記出口端に伝送するように構成され、
前記第１および第２の対の対向フィルタ電極は、前記複数の電極の長さに沿って延在する第１および第２のチャネルを画定し、前記第１の微分移動度電場は、前記第１のチャネル内で発生させられ、前記第２の微分移動度電場は、前記第２のチャネル内で発生させられ、
各フィルタ電極は、前記チャネルのうちの少なくとも１つを部分的に画定する平面伝導性表面を備え、各対内の前記電極の平面伝導性表面は、相互に平行である、
微分移動度分光計。
【請求項２】
前記電力供給源は、前記第１および第２の微分移動度電場のそれぞれが非対称分離電場およびＤＣ補償電場の組み合わせを備えるように、電気信号を前記第１および第２の対のそれぞれの前記対向フィルタ電極のそれぞれに提供するように構成されている、請求項１に記載の微分移動度分光計。
【請求項３】
前記第１および第２の微分移動度電場は、前記非対称分離電場、前記ＤＣ補償電場、間隙高さ、および、ガス数密度または圧力のうちの少なくとも１つにおいて相互に異なる、請求項２に記載の微分移動度分光計。
【請求項４】
前記第１および第２の微分移動度電場は、同じ非対称分離電場および異なるＤＣ補償電場を備える、請求項３に記載の微分移動度分光計。
【請求項５】
前記第１および第２の微分移動度電場は、同じＤＣ補償電場および異なる非対称分離電場を備える、請求項３に記載の微分移動度分光計。
【請求項６】
前記ＤＣ補償電場は、ＤＣ補償電圧差を前記第１および第２の対のそれぞれの対向フィルタ電極間に維持することによって発生させられる、請求項２に記載の微分移動度分光計。
【請求項７】
前記第１の対の対向フィルタ電極間のＤＣ電圧差は、前記第２の対の対向フィルタ電極間のＤＣ電圧差と異なる、請求項６に記載の微分移動度分光計。
【請求項８】
前記非対称分離電場は、異なる時変分離電気信号を各対の前記対向フィルタ電極に印加することによって発生させられ、第１の時変電気信号は、各対の前記対向フィルタ電極の一方に印加され、第２の異なる時変電気信号は、各対の前記対向フィルタ電極の他方に印加される、請求項２に記載の微分移動度分光計。
【請求項９】
前記異なる時変分離電気信号は、異なる大きさおよび周波数のＲＦ信号を備える、請求項８に記載の微分移動度分光計。
【請求項１０】
前記第１の時変分離電気信号の振幅は、前記第２の時変分離電気信号の振幅の２倍であり、前記第１の時変分離電気信号の周波数は、前記第２の時変分離電気信号の周波数の半分である、請求項９に記載の微分移動度分光計。
【請求項１１】
前記第１および第２の対の対向フィルタ電極は、電極を共有する、請求項１に記載の微分移動度分光計。
【請求項１２】
前記第１および第２の対の各電極の平面伝導性表面は、前記第１および第２の対の他方内の電極の平面伝導性表面と同一平面である、請求項１に記載の微分移動度分光計。
【請求項１３】
前記電極の同一平面伝導性表面は、相互から電気的に隔離される、請求項１２に記載の微分移動度分光計。
【請求項１４】
各フィルタ電極の平面伝導性表面は、前記他のフィルタ電極の平面伝導性表面と平行である、請求項１に記載の微分移動度分光計。
【請求項１５】
前記第１および第２のチャネルは、前記第１および第２の対間で共有されるフィルタ電極によって分離され、前記共有されるフィルタ電極は、２つの平行伝導性表面を備え、そのそれぞれは、前記第１および第２のチャネルのうちの１つを部分的に画定する、請求項１４に記載の微分移動度分光計。
【請求項１６】
前記入口端から前記出口端まで延在する第３の対の対向フィルタ電極をさらに備え、前記第３の対の対向フィルタ電極は、第３の微分移動度電場を前記第３の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、前記電力供給源に電気的に結合されるように構成されている、請求項１に記載の微分移動度分光計。
【請求項１７】
各フィルタ電極は、その対内の前記他の電極の平面伝導性表面と平行な平面伝導性表面を備え、前記第１、第２、および第３の対の各電極の平面伝導性表面は、前記第１、第２、および第３の対の他方内の電極の平面伝導性表面と同一平面である、請求項１６に記載の微分移動度分光計。
【請求項１８】
前記第１のチャネルは、前記第２のチャネルから隔離される、請求項１に記載の微分移動度分光計。
【請求項１９】
複数のサンプルイオンを発生させるように構成されたイオン源と、
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の微分移動度分光計と、
前記微分移動度分光計から下流に配置され、それによって伝送されるイオンを質量分析するように構成された質量分析器と、
検出器と、
前記微分移動度分光計に電気的に結合された１つまたは複数の電力供給源を備える電力システムと、
第１および第２の微分移動度電場を前記微分移動度分光計の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、前記１つまたは複数の電力供給源を制御するためのコントローラであって、前記第１の微分移動度電場および前記第２の微分移動度電場は、前記サンプルイオンの複数の選択された部分をその移動度特性に基づいて選択的に伝送するように異なっている、コントローラと
を備える、質量分析計システム。
【請求項２０】
イオンを分析する方法であって、
前記サンプルイオンの複数の選択された部分を、並行して、その移動度特性に基づいて、選択的に伝送するように、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の微分移動度分光計の対の対向フィルタ電極間に第１および第２の微分移動度電場を同時に発生させること
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１６年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３０８，８１５号からの優先権の利益を主張し、これにより、その内容全体は、参照によって援用される。
【０００２】
（分野）
本明細書の教示は、質量分析法に関し、より具体的には、微分移動度分光法のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
微分移動度分光計（ＤＭＳ）は、電場非対称波形イオン移動度分光計（ＦＡＩＭＳ）または電場イオン分光計（ＦＩＳ）とも称され、典型的には、望ましくない種をフィルタ処理除去しながら、着目イオンを持続的に伝送することによって、気相イオンサンプル分離および分析を実施する。いくつかの状況では、ＤＭＳは、質量分析計（ＭＳ）とインターフェースがとられ、ＤＭＳの大気圧、気相、および連続イオン分離能力、ならびにＭＳの検出正確度を利用することができる。ＤＭＳとＭＳのインターフェースをとらせることによって、プロテオミクス、ペプチド／タンパク質構造、薬物動態、および代謝分析を含む、サンプル分析の多数の分野が、向上されている。製薬およびバイオテクノロジ用途に加えて、ＤＭＳベースの分析器は、微量レベルの爆発物検出および石油監視のために使用されている。
【０００４】
ＤＭＳは、ＤＭＳが、ＭＳにおけるように質量／電荷比に基づいてではなく、イオンの移動度特性に基づいて、イオンを分離および分析するため、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）のように、イオン移動度ベースの分析器と見なされる。具体的には、ＤＭＳでは、ドリフトガス中のイオンは、非対称電場（Ｓまたは分離電場）をその間に発生させ、イオンをドリフトガス流の方向と垂直方向に（すなわち、電極に向かって）移動させる傾向にある、ドリフト管または２つの平行電極間の間隙の中に持続的にパルス化または伝送されることができる。非対称電場（Ｓ）は、その振幅が分離電圧（ＳＶ）と称される、非対称波形を発生させるように、電気信号を電極のうちの１つまたは複数のものに印加することによって発生させられることができる。典型的には、非対称電場Ｓは、１つの極性において高電場持続時間を、次いで、反対極性において低電場持続時間を呈し、高電場および低電場部分の持続時間は、各周期にわたるガス流の方向と方向垂直（すなわち、電極の方向）におけるイオン上の正味電力が、ＳＶの各サイクルの間、ゼロであるように設定される。ＳＶの高および低電場部分の間にドリフトガスを通る特定のイオンの移動度は、各特定のイオンのサイズ、形状、および電荷状態（および背景ガスとのその相互作用）の関数であり得るため、ＤＭＳを通る種々のイオンの飛行経路は、イオンの軌道が対抗力によって補正されない限り、イオンがその間でドリフトするにつれて、チャンバの中心から電極に向かって逸脱し得る。ＤＭＳでは、本対抗力は、典型的には、ＤＣ補償電場（Ｃ）によって提供され、電極（補償電圧、ＣＶ）間のＤＣ電圧差は、イオンのサブセットのための安定軌道を復元し、それによって、これらのイオンがＤＭＳから伝送されることを可能にすることができる。このように、ＣＶは、微分移動度電場（例えば、そのＳＶ／ＣＶの組み合わせにおける電場）内に安定軌道を呈する着目イオンおよび他のイオン種が、ＤＭＳによって伝送される一方、非所望の不安定イオンが、電極において中性化されるように、着目イオンの最適伝送に対応する固定値に設定されることができる（例えば、理論的計算または実験データに基づいて）。サンプル行程全体を通してＳＶ／ＣＶの固定された組み合わせを維持するのではなく、従来のＤＭＳシステムは、各特定のＳＶ／ＣＶの組み合わせにおいて異なる特性移動度のイオンを反復的に伝送するように、ＳＶおよび／またはＣＶの強度を経時的に変動させることによって動作され得る（例えば、段階的増加をＣＶに提供することによって、サンプル行程の間、ＣＶを走査し、その大きさを増加させることによって）。
【０００５】
従来のＤＭＳ方法およびデバイスは、単一のＳＶ／ＣＶの組み合わせのみが所与の時間に印加されることを可能にするため、公知のＤＭＳ技法は、種々のＳＶ／ＣＶ対を印加するために、より多くのサンプル行程（例えば、サンプル注入）が実施されることを要求し、それによって、サンプルスループットを低減させ、および／またはサンプル消費を増加させ得る。従来のＤＭＳデバイスは、代替として、単一サンプル行程の間、異なる移動度のイオンを反復的に伝送するように、ＳＶおよび／またはＣＶを経時的に変動させることによって動作され得るが、但し、そのような方法は、ＣＶ値を切り替えるために要求される時間（典型的には、約２０ｍｓ）に起因して、増加されたサンプル消費ならびにデューティサイクル損失および／または増加されたデータ入手時間をもたらし得る。従来のＤＭＳデバイスは、代替として、異なる特性移動度を有するイオン種の伝送を確実にするように、準最適条件において動作され得る。一例として、従来のＤＭＳデバイスは、２つの着目イオンのそれぞれが伝送されるように、ＳＶ／ＣＶ対において動作され得るが、いずれも、その最大伝送に対応するその理論的または実験的最適ＣＶ頂点ではない。代替として、ＤＭＳ内のイオンの滞留時間が、より多くのイオンが、非対称電場内の減少された滞留時間に起因して、各ＳＶ／ＣＶ対において安定軌道を呈するように減少され得る（例えば、ドリフトガスの率を増加させることによって）。しかしながら、そのような準最適方法は、減少された感度、減少された分解能、および／または望ましくないイオンの増加された伝送をもたらし得る。
【０００６】
故に、改良された微分移動度分光計およびそれを動作させる方法の必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本教示の種々の側面によると、複数のＳＶ／ＣＶの組み合わせを１つまたは複数のイオン源によって発生させられたイオンの集団のサブセットに同時に印加するための方法およびシステムが、本明細書に提供される。種々の側面では、本教示によるＤＭＳデバイスは、並行して動作するための複数のチャネル（例えば、２、３、４、５、６つ、またはそれより多い）を提供することができ、その中で異なる微分移動度電場が、各チャネル内のイオンの特性移動度に基づいて、サンプルイオンをそれらのチャネル内でフィルタ処理するために発生させられることができる。このように、本教示によるデバイスおよび方法は、種々の側面では、改良されたデューティサイクル、増加されたスループット、減少されたサンプル消費、複数の着目イオンのための増加された感度、および／または増加された分解能を可能にすることができる。
【０００８】
本教示の種々の側面によると、微分移動度分光計が、提供され、ドリフトガス中に含有されるサンプルイオンを受け取るための入口端からその移動度特性に基づいて、サンプルイオンの選択された部分をそこから伝送するための出口端まで延在する、複数の電極を備え、該複数の電極は、入口端から出口端まで延在し、サンプルイオンの第１の部分をその間に受け取るように構成される、第１の対の対向フィルタ電極であって、第１の微分移動度電場を第１の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、電力供給源に電気的に結合されるように構成される、第１の対の対向フィルタ電極と、入口端から出口端まで延在し、サンプルイオンの第２の部分をその間に受け取るように構成される、第２の対の対向フィルタ電極であって、第２の微分移動度電場を第２の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、電力供給源に電気的に結合されるように構成される、第２の対の対向フィルタ電極とを備える。第１の微分移動度電場および第２の微分移動度電場は、第１の対の電極および第２の対の電極から、異なる移動度特性を呈するイオンの種を選択的かつ同時に伝送するように、相互に異なるように構成されることができる（例えば、関連付けられた電極によって発生させられるＳＶ／ＣＶの異なる組み合わせを有することによって）。一例として、第１および第２の微分移動度電場は、第１および第２の対の電極が、異なる移動度特性を有するサンプルイオンの第１および第２の部分の選択された種を出口端に伝送するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、サンプルイオンの第１および第２の部分は、同一極性を有する。
【０００９】
種々の側面では、電力供給源は、第１および第２の微分移動度電場のそれぞれが、非対称分離電場（Ｓ）およびＤＣ補償電場（Ｃ）の組み合わせを備えるように、電気信号を第１および第２の対のそれぞれの対向フィルタ電極のそれぞれに提供するように構成されることができる。一例として、第１および第２の微分移動度電場は、非対称分離電場ＳおよびＤＣ補償電場Ｃの組み合わせにおいて変動することができる（例えば、ＳＶおよびＣＶの異なる組み合わせを選択することによって、電極対間の間隙高さを変化させることによって、または電極対間のガス数密度または圧力を変化させることによって）。例えば、第１および第２の微分移動度電場は、非対称分離電場およびＤＣ補償電場のうちの少なくとも１つにおいて相互と異なることができる。すなわち、いくつかの側面では、第１の微分移動度電場は、第１の非対称分離電場（Ｓ１）と、第１のＤＣ補償電場（Ｃ１）とを備えることができ、第２の微分移動度電場は、第２の非対称分離電場（Ｓ２）と、第２のＤＣ補償電場（Ｃ２）とを備えることができ、以下のうちの少なくとも１つである、すなわち、ｉ）Ｓ１は、Ｓ２と異なり、ｉｉ）Ｃ１は、Ｃ２と異なる。本教示に照らして、Ｓ１およびＳ２における差異は、電極対（ＳＶ１およびＳＶ２）間の異なるＤＣ分離電圧（ＳＶ）の印加から、または所与のチャネル内で同一ＳＶ１およびＳＶ２を維持し、間隙高さもしくは圧力のいずれかを変動させることによって、生じ得ることを理解されたい。また、本教示に照らして、Ｃ１およびＣ２における差異は、異なる補償電圧（ＣＶ１およびＣＶ２）の印加から、および／または間隙高さを変動させることによって、生じ得ることを理解されたい。本教示のいくつかの側面では、電力供給源（１つまたは複数の電源を備える）は、１つまたは複数の対の電極間に印加されるＳＶ／ＣＶの組み合わせが相互に同じであるように（例えば、微分移動度電場が第１および第２の対の電極間で同一であって、Ｓ１がＳ２と等しく、Ｃ１がＣ２と等しいように）ＤＭＳに提供される電気信号を変化させるように制御されることができる（例えば、コントローラを介して）。一例として、第１および第２の異なる微分移動度電場をある持続時間にわたって各電極対の電極間に同時に発生させる前または後に（例えば、電極対間のサンプルイオンの部分から異なるサブセットの種を伝送するように）、フィルタ電極に印加される電気信号は、フィルタ電極対の一部または全部が、同一種のサンプルイオンを同時に伝送するように、切り替えられることができる。そのような側面では、本教示の種々の側面によるＤＭＳは、マルチチャネルＤＭＳの入口端に進入する全てのサンプルイオンがが、各平行チャネルを通した伝送の間、同じＳおよびＣ電場（例えば、第１の対のフィルタ電極と第２の対のフィルタ電極との間の同じ間隙高さ（ｄ１＝ｄ２）および第１の対のフィルタ電極ならびに第２の対のフィルタ電極内の圧力（Ｐ１＝Ｐ２）を伴う、同じＳＶ／ＣＶの組み合わせ）を受けるであろうため、単一ＳＶ／ＣＶの組み合わせが印加される、従来のＤＭＳの様式で動作するように構成されることができることを理解されたい。
【００１０】
種々の側面では、第１および第２の微分移動度電場は、同じ非対称分離電場（Ｓ’ｓ）および異なるＤＣ補償電場（Ｃ’ｓ）を備えることができる。代替として、いくつかの側面では、第１および第２の微分移動度電場は、同じＤＣ補償電場（Ｃ’ｓ）および異なる非対称分離電場（Ｓ’ｓ）を備えることができる。いくつかの側面では、非対称分離電場およびＤＣ補償電場の両方がそれぞれ、各電極対間で異なることができる。例えば、複数のＳＶ／ＣＶの組み合わせが複数の微分移動度電場を発生させるために印加され得る、いくつかの関連側面では、第１および第２の微分移動度電場は、同一大きさのＳＶおよび異なる大きさのＣＶを個別の電極対の電極間に提供することによって発生させられることができる。代替として、または加えて、いくつかの側面では、第１および第２の微分移動度電場は、同一大きさのＣＶおよび異なる大きさのＳＶを個別の電極対の電極間に提供することによって発生させられることができる。一例として、ＣＶは、ＤＣ電圧差を第１および第２の対のそれぞれの対向フィルタ電極間に維持することによって発生させられることができる。ＳＶは、一方、非対称電気信号を各対の対向フィルタ電極のうちの少なくとも１つに印加することによって発生させられることができる。例えば、第１の非対称電気信号は、各対の対向フィルタ電極の一方に印加されることができ、第２の異なる非対称電気信号は、各対の対向フィルタ電極の他方に印加されることができる。種々の関連側面では、第１の対の対向フィルタ電極間のＣＶは、第２の対の対向フィルタ電極間のＣＶと異なることができ、これは、それによって、異なるＣを各対の電極間にもたらすことができる。そのような側面では、各対の電極間のＳＶは、随意に、各時間点において大きさが同じままであることができる。他の関連側面では、各対の対向電極に印加される異なる非対称電気信号は、大きさ、周波数、および位相のうちの１つまたは複数のものにおいて異なるＲＦ信号を備えることができる。いくつかの側面では、例えば、１つの対の電極間に発生させられるＳは、１つの対間のＳＶの大きさが他の対間のＳＶの大きさを上回るように、非対称電気信号を電極に印加することによって、他の対間に発生させられるＳと異なることができる。そのような側面では、各対の電極間のＣＶは、随意に、各時間点において大きさが同じままであることができる。
【００１１】
本教示の種々の側面によると、第１および第２の対の対向フィルタ電極は、複数の電極の長さに沿って延在する、第１および第２のチャネルを画定することができ、第１の微分移動度電場は、第１のチャネル内で発生させられ、第２の微分移動度電場は、第２のチャネル内で発生させられ、各チャネルは、そのチャネルと関連付けられた電極間の異なるＣＶ／ＳＶの組み合わせの発生に基づいて、選択された移動度のイオンを伝送するように構成されることが可能である。種々の側面では、例えば、チャネルは、第１および第２の電極対間に延在する非伝導性もしくは伝導性部分によって、または第１および第２の電場自体（例えば、任意の物理的構造を２つのチャネル間に伴わずに）によって、チャネルの一方または両方を部分的に画定する、フィルタ電極によって分離されることができる。いくつかの実施形態では、第１のチャネルは、第２のチャネルから隔離および／または分離される。
【００１２】
本教示の種々の側面によると、各フィルタ電極は、チャネルのうちの少なくとも１つを部分的に画定する、平面伝導性表面を備えることができ、各対内の電極の平面伝導性表面は、相互に平行である。いくつかの側面では、第１および第２の対の各電極の平面伝導性表面は、該第１および第２の対の他方内の電極の平面伝導性表面と同一平面であることができ、いくつかの側面では、電極の同一平面伝導性表面が相互から電気的に隔離されるように構成されることができる。代替として、いくつかの側面では、各フィルタ電極の平面伝導性表面は、他のフィルタ電極の平面伝導性表面と平行であることができる。一例として、関連側面では、第１および第２のチャネルは、第１および第２の対間で共有されるフィルタ電極によって分離されることができ、共有フィルタ電極は、２つの平行伝導性表面を備え、そのそれぞれは、第１および第２のチャネルのうちの１つを部分的に画定する。
【００１３】
本教示による微分移動度分光計は、２つの対の電極および／または２つのチャネルに限定されない。非限定的実施例として、ＤＭＳは、本教示によると、３、４、５、６つ、またはそれより多い対向電極対（およびその間に延在するチャネル）を有するように構成されることができる。いくつかの側面では、例えば、微分移動度分光計は、加えて、入口端から出口端まで延在する、第３の対の対向フィルタ電極を含むことができ、第３の対の対向フィルタ電極は、第３の微分移動度電場を第３の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、電力供給源に電気的に結合されるように構成される。いくつかの関連側面では、例えば、第１、第２、および第３の対の電極のうちの少なくとも２つの電極は、各対がチャネルを画定し、チャネルが電極間にスタックされるように、対間で共有されることができる。代替として、いくつかの側面では、各フィルタ電極は、その対内の他の電極の平面伝導性表面と平行な平面伝導性表面を備えることができ、第１、第２、および第３の対の各電極の平面伝導性表面は、該第１、第２、および第３の対の他内の電極の平面伝導性表面と同一平面である。そのような側面では、各対の電極間に配置される絶縁セパレータが、各対を他方から電気的に隔離することができ、いくつかの側面では、第１、第２、および第３の対の同一平面伝導性表面間に画定された空間を横断して延在することができる。
【００１４】
本教示の種々の側面によると、質量分析計システムが、提供され、複数のサンプルイオンを発生させるように構成される、イオン源と、微分移動度分光計と、微分移動度分光計から下流に配置され、それによって伝送されるイオンを分析するように構成される、質量分析器と、検出器と、微分移動度分光計に電気的に結合される１つまたは複数の電力供給源を備える、電力システムと、第１および第２の微分移動度電場を微分移動度分光計の対の対向フィルタ電極間に発生させるように、該１つまたは複数の電力供給源を制御するためのコントローラとを備え、第１の微分移動度電場および第２の微分移動度電場は、その移動度特性に基づいて、サンプルイオンの複数の選択された部分（例えば、種）を選択的に伝送するように異なる。
【００１５】
本教示の種々の側面によると、イオンを分析する方法が、提供され、本方法は、その移動度特性に基づいて、サンプルイオンの複数の選択された部分（例えば、種）を選択的に伝送するように、並行して、第１および第２の微分移動度電場を微分移動度分光計の対の対向フィルタ電極間に同時に発生させるステップを含む。
【００１６】
本出願人の教示のこれらおよび他の特徴は、本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
当業者は、以下に説明される図面が例証目的にすぎないことを理解するであろう。図面は、本出願人の教示の範囲をいかようにも限定することを意図するものではない。
【００１８】
【図１】図１は、概略図において、本出願人の教示の実施形態の種々の側面による、マルチチャネル微分移動度分光計を組み込む例示的質量分析計システムを図示する。
【００１９】
【図２】図２は、本教示の種々の側面による、２つのチャネルを有し、図１のシステムにおいて使用するために好適な例示的微分移動度分光計を描写する。
【００２０】
【図３】図３は、種々のＣＶ値におけるＤＭＳによって伝送される複数のイオンの相対強度に関する例示的データを描写する。
【００２１】
【図４】図４は、概略図において、例示的ＳＶ／ＣＶタイミング図に基づく図２のＤＭＳ内の図３の特定のイオンのための経路を描写する。
【００２２】
【図５】図５は、本教示の種々の側面による、３つのチャネルを有し、図１のシステムにおいて使用するために好適な例示的微分移動度分光計を描写する。
【００２３】
【図６】図６は、４つのチャネルを有し、図１のシステムにおいて使用するために好適な本教示の種々の側面による、例示的微分移動度分光計を描写する。
【００２４】
【図７】図７Ａ−Ｃは、本教示の種々の側面による別の例示的マルチチャネル微分移動度分光計およびそれを動作させるための種々の例示的方法を描写する。
【００２５】
【図８】図８Ａ−Ｃは、本教示の種々の側面による別の例示的マルチチャネル微分移動度分光計およびそれを動作させるための種々の例示的方法を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（詳細な説明）
明確にするために、以下の議論は、そうすることが便宜的または適切である場合、ある具体的詳細を省略しながら、本出願人の教示の実施形態の種々の側面を詳説するであろうことを理解されたい。例えば、代替実施形態における同様または類似特徴の議論は、幾分、簡略化され得る。周知のアイディアまたは概念もまた、簡潔にするために、さらに詳細に議論されない場合がある。当業者は、本出願人の教示のいくつかの実施形態が、実施形態の完全な理解を提供するためだけに本明細書に記載される、全ての実装において具体的に説明される詳細のあるものを要求しない場合があることを認識するであろう。同様に、説明される実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、共通一般的知識に従って改変または変形例を被り得ることが明白であろう。以下の発明を実施するための形態は、本出願人の教示の範囲をいかようにも限定するものと見なされない。
【００２７】
種々の側面では、微分移動度分光法のための方法およびシステムが、本明細書に提供され、イオン源から微分移動度分光計の中に伝送されるサンプルイオンのサブセットは、イオンのサブセットが受ける特定のＳＶ／ＣＶ条件下でのその特性イオン移動度に基づいて、サンプルイオンの選択されたサブセットを同時にフィルタ処理するように、異なる微分移動度電場の組み合わせを受け得る。種々の側面では、本教示によるＤＭＳデバイスは、複数の平行チャネル（例えば、２、３、４、５、６つ、またはそれより多い）を提供することができ、そのそれぞれは、各チャネル内で発生させられる異なる微分移動度電場に基づいて、イオン源から受け取られたイオンを微分フィルタ処理することができる。種々の側面では、本教示によるデバイスおよび方法は、ｉ）特定のサンプル行程の間、ＣＶまたはＳＶを切り替える必要性を排除することによって、改良されたデューティサイクルと、ｉｉ）データ入手時間を低減させることによって、増加されたスループットと、ｉｉｉ）サンプル注入の長さを低減させることによって、減少されたサンプル消費と、ｉｖ）異なる移動度特性を有する複数の着目イオン種の特定のイオン種毎により最適条件においてＤＭＳチャネルを動作させることによって、増加された感度および／または分解能とを提供することができる。
【００２８】
ここで図１を参照すると、本出願人の教示の種々の側面による、例示的微分移動度分光計／質量分析計システム１００が、側面断面図に図式的に図示される。図１に示されるように、微分移動度分光計／質量分析計システム１００は、概して、イオン源１０３と、微分移動度分光計（ＤＭＳ）１１０と、ＤＭＳ１１０と流体連通する、質量分析計（以降、概して、質量分析計１５０と指定される）の第１の真空レンズ要素１５０と、本明細書のその他に議論されるように、システム１００の動作を制御するために、イオン源１０３、ＤＭＳ１１０、および質量分析計１５０に動作可能に結合される、コントローラ１６０とを備える。
【００２９】
図１に描写される例示的実施形態では、微分移動度分光計１１０は、フィルタ電極１１２ａ−ｃを支持し、それらを他の伝導性要素から絶縁する、電気絶縁体１１４によって囲繞される、３つのフィルタ電極１１２ａ−ｃを含む。図１に示されるように、３つのフィルタ電極１１２ａ−ｃは、そのそれぞれが、微分移動度分光計１１０の入口１１８から微分移動度分光計１１０の出口１２０にドリフトし得る、ドリフトガス（チャネル１１６ａ、ｂ内の矢印によって示されるように）を囲繞する、２つのチャネル１１６ａ、ｂをその間に画定するように、相互から離間される（すなわち、ｙ−軸上で分離される）。描写されるように、各チャネル（例えば、１１６ａ）は、他のチャネル（１１６ｂ）から分離または隔離され、ガス流および／またはイオンがチャネルの間で交換しないように防止することができる。微分移動度分光計１１０の出口１２０は、ドリフトガスを質量分析計１５０を含有する真空チャンバ１５２の入口１５４の中に解放する。当業者によって理解されるであろうように、微分移動度分光計／質量分析計システム１００は、本明細書に説明されるシステム、デバイス、および方法の種々の側面に従って使用するための１つのみの可能性として考えられる構成を表す。非限定的実施例として、微分移動度分光計１１０は、とりわけ、微分移動度分光計、または平行プレート、湾曲電極、もしくは円筒形ＦＡＩＭＳデバイス等の種々の幾何学形状のＦＡＩＭＳデバイスであって、本教示に従って修正されることができる。
【００３０】
図１に示されるように、微分移動度分光計１１０は、カーテンプレートまたは境界部材１３２によって画定され、カーテンガス供給源１３４からのカーテンガスが供給される、カーテンチャンバ１３０内に含有されることができる。カーテンプレートオリフィス１４０は、イオン源１０３からカーテンチャンバ１３０および微分移動度分光計の入口１１８の中へのイオンの導入を可能にする。カーテンプレートオリフィス１４０は、少なくとも部分的に、各チャネル（１１６ａ、１１６ｂ）の入口に重複し、イオンが各チャネルに自由に進入することを可能にする。カーテンチャンバ１３０内のカーテンガスの圧力は、大気圧（すなわち、７６０Ｔｏｒｒ）またはその近傍に維持されることができる。カーテンガス供給源１３４は、例えば、流動コントローラおよび弁によって決定された流率において、カーテンガス導管を介して、任意の純粋または混合組成物カーテンガスをカーテンガスチャンバに提供することができることが、当業者によって理解されるであろう。非限定的実施例として、カーテンガスは、空気、Ｏ２、Ｈｅ、Ｎ２、ＣＯ２、または任意のそれらの組み合わせであることができる。図１に示されるように、システム１００はまた、調整剤をカーテンガスに供給するための調整剤供給源１３８を含むことができる。任意の特定の理論によって拘束されるわけではないが、カーテンガスへの調整剤作用剤の添加は、非対称分離電場（Ｓ）の高および低電場部分の間、イオンが微分クラスタ化することを可能にすることができ、これは、着目イオンを分解する能力に影響を及ぼし得る。当業者によって理解されるであろうように、調整剤供給源は、固体、液体、またはガスのリザーバであることができ、それを通して、カーテンガスが、カーテンチャンバ１３０に送達される。一例として、カーテンガスは、液体調整剤供給源を通して気泡化されることができる。代替として、調整剤液体またはガスは、調整剤を既知の率でカーテンガスの中に分注するために、例えば、ＬＣポンプ、シリンジポンプ、または他の分注デバイスを通して、カーテンガスの中に計測されることができる。例えば、調整剤は、選択された濃度の調整剤をカーテンガス中に提供するように、ポンプを使用して導入されることができる。調整剤供給源１３８は、非限定的実施例として、アセトン、水、メタノール、アセトニトリル、酢酸エチル、イソプロパノール、塩化メチレン、臭化メチレン、ＤＭＳＯ、または任意のそれらの組み合わせを含む、任意の調整剤を提供することができる。随意に、カーテンガス導管および／またはカーテンチャンバ１３０は、カーテンガスおよび調整剤の混合物を加熱し、カーテンガス中の調整剤の割合をさらに制御し、適切な蒸発を確実にするために、加熱器を含むことができる。
【００３１】
当業者によって理解されるであろうように、微分移動度分光計／質量分析計システム１００は、加えて、１つまたは複数の付加的質量分析器要素１５０ａを真空チャンバ１５２から下流に含むことができる。一例として、イオンは、真空チャンバ１５２を通して、かつ１つまたは複数の質量分析器要素１５０ａを含有する、１つまたは複数の付加的微分圧送真空段を通して、移送されることができる。例えば、一実施形態では、三重四重極質量分析計は、ＤＭＳ１１０から下流に、圧力約２．３Ｔｏｒｒに維持される第１の段と、圧力約６ｍＴｏｒｒに維持される第２の段と、圧力約１０−５Ｔｏｒｒに維持される第３の段とを含む、３つの微分圧送真空段を備えてもよい。第３の真空段は、検出器と、衝突セル（Ｑ２）がそれらの間に位置する、２つの四重極質量分析器とを含有することができる。いくつかの側面では、例えば、衝突セル（Ｑ２）は、微分移動度分光計１１０によって伝送されるイオンを断片化するための断片化器として動作されることができ、検出器１５０ａは、着目イオン種の１つまたは複数の断片を検出することによって、着目イオン種を検出するように構成される。いくつかの他のイオン光学要素がシステム内に存在してもよいことが、当業者に明白となるであろう。単一四重極、イオントラップ（３Ｄまたは２Ｄ）、ハイブリッド分析器（四重極飛行時間、四重極線形イオントラップ、四重極オービトラップ）、オービトラップ、または飛行時間質量分析計等の他のタイプの質量分析器もまた、使用され得る。
【００３２】
イオン１０２は、イオン源１０３から提供され、カーテンチャンバ入口１３４を介して、カーテンチャンバ１３０の中に放出され、例えば、イオンの分布およびカーテンチャンバ入口１３４の中心軸からのその初期変位（ｚ−軸に沿って）に基づいて、チャネル１１６ａ、ｂに進入することができる。当業者によって理解されるであろうように、イオン源は、事実上、当技術分野において公知の任意のイオン源であることができ、例えば、とりわけ、連続イオン源、パルス化イオン源、大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）源、エレクトスプレーイオン化（ＥＳＩ）源、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）イオン源、マトリクス支援レーザ脱離／イオン化（ＭＡＬＤＩ）イオン源、グロー放電イオン源、電子衝突イオン源、化学イオン化源、または光イオン化源を含む。カーテンチャンバ１３０内のカーテンガスの圧力（例えば、約７６０Ｔｏｒｒ）は、カーテンガスチャンバ入口１３４からのカーテンガス流出と、微分移動度分光計１１０の種々のチャネル１１６ａ、ｂの中へのカーテンガス流入との両方を提供することができ、その流入物は、イオン１０２を、微分移動度分光計１１０を通して、カーテンチャンバ１３０よりはるかに低い圧力に維持され得る、真空チャンバ１５２内に含有される質量分析計１５０の中に搬送する、ドリフトガスになる。例えば、真空チャンバ１５２は、真空ポンプによって圧力２．３Ｔｏｒｒに維持されることができる。カーテンチャンバ１３０内のカーテンガスが、調整剤を含むことができるため、ドリフトガスはまた、調整剤を備えることができる。１つまたは複数の付加的チャンバが、ＤＭＳ１１０の出口と質量分析計入口１５４との間に存在してもよいことを理解されたい。
【００３３】
本明細書のその他で議論されるように、電極１１２ａ−ｃは、電極１１２ａ−ｃに印加される電気信号を発生させるために、１つまたは複数の電源を備える、電力供給源１７０に結合されることができる。図１に図式的に示されるように、例えば、電力供給源１７０は、微分移動度電場を個別の電極対１１２ａ、ｂおよび１１２ｂ、ｃ間にチャネル１１６ａ、ｂのそれぞれ内において発生させるために、１つまたは複数の電源を備えることができ、微分移動度電場は、電極１１２ａ−ｃに印加される電気信号に基づいて発生させられた非対称分離電場ＳおよびＤＣ補償電場Ｃの組み合わせを備える。一例として、非対称分離電場Ｓは、その振幅が分離電圧またはＳＶと称され、ドリフトガス流のものと垂直なｙ−方向に（すなわち、ｚ−軸に沿って）電力を各個別のチャネル１１６ａ、ｂ内に発生させるために効果的であり得る、非対称波形を発生させるように、電気信号を電極１１２ａ−ｃのうちの１つまたは複数のものに印加することによって発生させられることができる。電極１１２ａ−ｃに印加される電気信号によって発生させられた非対称分離電場Ｓは、種々の形態を有することができるが、典型的には、非対称電場が、１つの極性において高電場持続時間を、次いで、反対極性において低電場持続時間を呈し、高電場および低電場部分の持続時間が、Ｓの各周期にわたるガス流の方向と垂直方向（すなわち、電極の方向）における正味電力がゼロであるように設定されるように構成されることを理解されたい。
【００３４】
上側チャネル１１６ａと関連付けられた電極対１１２ａ、ｂを例示として参照すると、例示的非対称信号は、例えば、電極１１２ａに印加される第１の周波数において第１の振幅のＡＣ信号（例えば、ＲＦ信号）と、電極１１２ｂに印加される第２の周波数において第２の振幅のＡＣ信号（例えば、ＲＦ信号）とを含む。いくつかの例示的側面では、第１の振幅は、第２の振幅の２倍であることができる一方、第１の周波数は、第２の周波数の半分である。しかしながら、電気信号は、正弦波である必要はなく、代わりに、Ｓの各周期の間、±ｙ−方向におけるゼロ正味電力を提供するように構成される、任意の非対称を呈することができることを理解されたい。一例として、非対称分離電場Ｓは、代替として、ＤＣ電圧を電極１１２ａ、ｂに印加することによって、方形波の形態であるように発生させられることができる。一例として、第１の大きさの正のＤＣ電圧が、正のイオンが、第１の持続時間の間、電極１１２ａから再パルス化される（すなわち、電極１１２ｂに向かって移動する）ように、第１の持続時間にわたって（例えば、第２の電極１１２ｂが接地される間）、電極１１２ａに印加されることができる。その後、異なる第２の大きさの正のＤＣ電位が、正のイオンが、第２の持続時間の間、電極１１２ｂから再パルス化される（すなわち、電極１１２ａに向かって移動する）ように、異なる第２の持続時間にわたって（第１の電極が接地され得る間）、第２の電極１１２ｂに印加されることができる。非対称分離電場のＤＣ電位および持続時間は、第１および第２の持続時間にわたって電極対１１２ａ、ｂに印加されるＤＣ電圧の平均大きさが０ＶＤＣであるように選択されることができる。類似非対称分離電場Ｓもまた、電極のうちの１つ（例えば、電極１１２ｂ）を固定ＤＣ電位（例えば、接地）に維持する一方、方形波電気信号を他の電極（例えば、電極１１２ａ）に印加することによって、発生させられることができ、方形波信号は、非限定的実施例として、第１の持続時間にわたって第１の大きさの正のＤＣ電圧を、次いで、第２の持続時間にわたって第２の大きさの負のＤＣ電位を呈することを理解されたい。Ｓの各周期にわたる図１の±ｙ−方向におけるイオン上の正味電力は、ゼロであるが、但し、チャネル１１６ａ内のドリフトガス中に含有されるイオンは、高電場および低電場部分の間、イオンの移動度における差異に起因して、非対称分離電場Ｓの各周期の間、特性量だけチャネル１１６ａの電極に向かって（すなわち、ｚ−方向におけるドリフトガス流と垂直な±ｙ−方向に）移動する傾向にあるであろう。
【００３５】
図１に示されるように、電力供給源１７０はまた、非対称分離電場Ｓのものと対抗する静電力を各チャネル１１６ａ、ｂ内に提供するために、ＤＣ補償電場（本明細書では、Ｃと称される）を発生させるように、１つまたは複数のＤＣ電位を電極１１２ａ−ｃに印加するための１つまたは複数のＤＣ電源を含有することができる。本明細書に記載され、本教示に照らして当業者によって理解されるように、ＤＣ補償電場Ｃは、チャネル１１６ａ、ｂ内のイオンのサブセットのための安定軌道を復元するように選択されることができる。例えば、本教示の種々の側面によると、チャネル１１６ａ、ｂ毎にＤＣ補償電場Ｃが、各チャネル１１６ａ、ｂ内の特定のイオンに対する安定軌道を優先的に復元するように、それぞれ、電極対１１２ａ、ｂおよび１１２ｂ、ｃに印加される個々のＤＣ電位を増加または減少させることによって、電極間のＤＣ電圧差（すなわち、補償電圧またはＣＶ）を選択または調整することによって、発生させられることができる。このように、非対称分離電場ＳおよびＤＣ補償電場Ｃの組み合わせ内の（例えば、ＳＶ／ＣＶの特定の組み合わせにおける）安定軌道を有する、各チャネル１１６ａ、ｂ内のイオン種のサブセットは、図１のｚ−方向に沿って、ＤＭＳ１１０の出口１２０から、その入口１５４を介して、質量分析計１５０に実質的に伝送されるであろう。
【００３６】
用途に応じて、各チャネル１１６ａ、ｂ内の特定のＳＶ／ＣＶの組み合わせが、各選択されたＳＶ／ＣＶの組み合わせにおいて特定の微分移動度を呈するイオン種のみが、個別のチャネル１１６ａ、ｂを通して微分移動度分光計１１０の出口１２０に伝送されるように（一方、他の種のイオンは、電極１１２ａ−ｃのうちの１つにおいて中性化される）、相互に異なるように選択されることができる。一例として、いくつかの用途では、２つのチャネル内のＳＶは、実質的に同じ大きさに維持されることができる一方、各チャネル１１６ａ、ｂと関連付けられた個別の電極対１１２ａ、ｂおよび１１２ｂ、ｃ間のＣＶは、チャネル１１６ａ、ｂと関連付けられた特定のＳＶ／ＣＶ条件におけるその特定の微分移動度に基づいて、安定軌道を呈するイオン種のみが、そこから伝送されるように、異なる固定値に設定されることができる。いくつかの側面では、例えば、２つまたはそれより多い着目イオン種のための最適ＣＶ値（すなわち、ＣＶ１およびＣＶ２）は、共通ＳＶにおいて決定されることができ（例えば、理論的に、または実験データに基づいて）、上側および下側チャネル１１６ａ、ｂ内のＳＶ／ＣＶ１、２の組み合わせは、それぞれ、設定されることができる。イオン源１０３は、次いで、サンプルイオンの流れが、カーテンガスチャンバ入口１３４に進入し、２つのチャネル１１６ａ、ｂ間で分裂され、上側チャネル１１６ａが、上側チャネル１１６ａの電極１１２ａ、ｂに印加されるＳＶ／ＣＶ１の組み合わせ下で安定するサンプルイオンのサブセットを出口端１２０に伝送する一方、下側チャネル１１６ｂが、下側チャネル１１６ｂの電極１１２ｂ、ｃに印加されるＳＶ／ＣＶ２の組み合わせ下で安定する異なるサンプルイオンのサブセットを出口端１２０に伝送するように、アクティブ化されることができる。また、いくつかの用途では、各チャネル１１６ａ、ｂが個別のＳＶ１、２／ＣＶの組み合わせ下で安定するイオンを選択的に伝送するように、各チャネル１１６ａ、ｂと関連付けられたＣＶは、同一大きさであることができる一方、各チャネル１１６ａ、ｂと関連付けられたＳＶは、異なることができることを理解されたい。いくつかの側面では、非対称分離電場ＳおよびＤＣ補償電場Ｃはそれぞれ、チャネル１１６ａ、ｂ間で異なることができる。例えば、チャネル１１６ａ、ｂのためのＳＶ／ＣＶの組み合わせは、ＣＶの大きさとＳＶの大きさの両方で異なることができる（例えば、チャネル１１６ａ内のＳＶ１／ＣＶ１およびチャネル１１６ｂ内のＳＶ２／ＣＶ２、ＳＶ１≠ＳＶ２およびＣＶ１≠ＣＶ２）。また、ＳおよびＣ値は、ＳＶ１＝ＳＶ２およびＣＶ１＝ＣＶ２を維持する一方、各チャネル１１６ａ、ｂと関連付けられた電極間の異なる間隙高さ（すなわち、ｄ１≠ｄ２）および／またはチャネル１１６ａ、ｂ内の異なる圧力（例えば、Ｐ１≠Ｐ２）を提供することによって、２つのチャネル１１６ａ、ｂのために異なることができることが明白であろう。また、本教示に照らして、ＤＭＳ１１０を動作させるいくつかの例示的側面では、ＳおよびＣは両方とも、同一サブセット（例えば、選択された種）のイオンを各チャネル１１６ａ、ｂを通して伝送するように、２つのチャネル１１６ａ、ｂ内で同じであるように維持されることができる（同じ間隙高さおよびその中の圧力）ことを理解されたい。
【００３７】
種々の側面では、各チャネル１１６ａ、ｂ内のＣＶは、サンプル行程の間、異なるイオン移動度を呈するイオン種が走査の持続時間にわたって各チャネル１１６ａ、ｂによって伝送され得るように、電極対１１２ａ、ｂおよび１１２ｂ、ｃの電極１１２ａ−ｃのうちの１つまたは複数のものに印加されるＤＣ電位を変化させることによって、漸増（例えば、走査）されることができる。一例として、各チャネル１１６ａ、ｂ内のＣＶは、コントローラ１６０の影響下、各対１１２ａ、ｂおよび１１２ｂ、ｃの電極間のＤＣ電位差の修正を通して、持続的または段階的様式において増加されることができる。当業者によって理解されるであろうように、微分移動度分光計１１０はまた、例えば、実質的に全てのイオンが正味半径方向移動を被らずにそれを通して伝送されるように、ＳＶおよびＣＶをゼロに設定することによって、「透過」モードで動作することができる。
【００３８】
前述のように、例示的システム１００は、加えて、その動作を制御するためのコントローラ１６０を備えることができる。一例として、コントローラ１６０は、情報を処理するためのプロセッサを含むことができる。コントローラ１６０はまた、質量スペクトル、最適ＳＶ／ＣＶの組み合わせに関するデータ（例えば、データベースまたはライブラリ内に）、およびプロセッサによって実行されるべき命令等を記憶するためのデータ記憶装置を含むことができる。データ記憶装置はまた、プロセッサによって実行されるべき命令の実行の間、一時的変数または他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。コントローラ１６０はまた、ディスプレイ（例えば、情報をコンピュータユーザに表示するためのブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））等の出力デバイスおよび／または情報ならびにコマンド選択をプロセッサに通信するための英数字ならびに他のキーおよび／またはカーソル制御を含む入力デバイスと動作可能に関連付けられることができる。本教示のある実装に準拠して、コントローラ１６０は、例えば、データ記憶装置内に含有される、または記憶デバイス（例えば、ディスク）等の別のコンピュータ可読媒体からメモリの中に読み込まれる、１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行することができる。本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の具体的組み合わせに限定されない。
【００３９】
ここで図２を参照すると、本教示の種々の側面による、図１のシステム１００において使用するために好適な例示的マルチチャネル微分移動度分光計が、図１のｚ−軸に沿った図に描写される（ｘ−、ｙ−、およびｚ−軸が、配向および説明の容易性のために提供されるが、本教示の限定と見なされるべきではない）。図２に示されるように、例示的ＤＭＳ２１０は、２つのチャネル２１６ａ、ｂをその間に画定するようにｙ−方向に離間される、３つの電極２１２ａ−ｃを含む。具体的には、ＤＭＳ２１０は、上側電極２１２ａと、導電性中央電極２１２ｂとを含み、そのそれぞれは、第１の微分移動度電場を電極２１２ａ、ｂ間のチャネル２１６ａ内に発生させるために、１つまたは複数の電力供給源に電気的に結合されることができる。加えて、中央電極２１２ｂは、電極対を導電性下側電極２１２ｃと形成し、これもまた、第２の微分移動度電場が電極２１２ｂ、ｃ間の間隙２１６ｂ内に発生させられ得るように、１つまたは複数の電力供給源（電極対２１２ａ、ｂの電極と同一または異なる）に電気的に結合されることができる。
【００４０】
電極２１２ａ−ｃは、本教示に従って、種々の形状（例えば、半円筒形、長方形、およびその一部）を有することができるが、本明細書に特に描写されるそれらの例示的形状に限定されるべきではないことを理解されたい。しかしながら、示されるように、電極２１２ａ、ｃはそれぞれ、半円筒形電極を備え、そのそれぞれは、それぞれ、その関連付けられたチャネル２１６ａ、ｂを部分的に画定する、平面伝導性表面２２４ａ、ｄを有する。加えて、図２に示されるように、中央電極２１２ｂは、上側電極２１２ａの平面表面２２４ａに対向し、それと平行であって、それによって、チャネル２１６ａを画定する、上側平面表面２２４ｂを有する、長方形電極を備える。同様に、中央電極２１２ｂは、チャネル２１６ｂをその間に画定するように、下側電極２１２ｃの平面表面２２４ｄに対向し、それと平行である、下側平面表面２２４ｃを含む。
【００４１】
図２に示されるように、いくつかの例示的側面では、上側および下側電極２１２ａ、ｃは、第１の分離電気信号（ＳＶ１）を提供するように構成される、同一電力供給源に電気的に結合されることができる一方、中央電極２１２ｂは、第１の分離電気信号と異なる、第２の分離電気信号（ＳＶ２）を提供するために、異なる電力供給源に電気的に結合され、これらの分離電気信号の組み合わせは、その振幅が、概して、本明細書では、分離電圧（すなわち、ＳＶＡ）と称される、分離電場ＳＡの非対称波形をもたらす。電極２１２ａ−ｃに印加され、非対称電場を発生させる、電気信号は、本教示の種々の側面によると、ＡＣ、ＲＦ、正方形波、または他の時変信号のいずれかを備えることができるが、図２における電極２１２ａ、ｃに印加される例示的第１の電気信号（ＳＶ１）は、正弦波関数Ａ１ｃｏｓω１ｔである一方、電極２１２ｂに印加される例示的第２の電気信号（ＳＶ２）は、正弦波関数Ａ２ｃｏｓω２ｔである。いくつかの例示的側面では、ＳＶ１の振幅は、本教示の種々の側面によると、例示的非対称ＦＡＩＭＳ波形を発生させるように、ＳＶ２の振幅の２倍であることができる（すなわち、Ａ１は、Ａ２の２倍であることができる）一方、ＳＶ１の周波数は、ＳＶ２の周波数の半分であることができる（すなわち、ω１は、ω２の半分である）。電極２１２ａ−ｃに印加されるこれらの２つの信号（すなわち、ＳＶ１およびＳＶ２）の結果は、高電場部分および低電場部分を呈し、各時間点において等しい大きさを呈する、非対称分離電場±ＳＡを各個別のチャネル２１６ａ、ｂ内にもたらすことが、当業者によって理解されるであろう。下側チャネル２１６ｂのための−ＳＡの負の符号は、単に、下側チャネル２１６ｂ内の非対称分離電場の配向が、第１および第３の電極２１２ａ、ｃの電気結合と、そこへの同じ電気信号の印加とに基づいて、上側チャネル２１６ａと反対ｙ−方向にあることを示す。本教示に照らして、反対配向のＳ電場は、それにもかかわらず、同じであると見なされることができ、例えば、イオンの移動の方向を踏まえてＤＣ補償電場Ｃの方向を検討することによって、考慮されることができることが、当業者によって理解されるであろう。代替として、第３の電極２１２ｃに印加される分離電圧信号の位相を反転させることによって、電極対間の分離電場は、同一方向を有するであろうことを理解されたい。
【００４２】
加えて、図２に示され、本明細書のその他で議論されるように、電極２１２ａ−ｃはそれぞれ、ＤＣ電位をそこに提供するように構成される、ＤＣ電力供給源に結合されることができる（例えば、それぞれ、ＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３）。本教示に照らして、ＤＣ電位を電極毎に選択的に設定することによって、ＤＣ補償電場（Ｃ）は、それぞれ、電極対２１２ａ、ｂおよび２１２ｂ、ｃ間の間隙高さおよびＤＣ電位差に基づいて、各チャネル２１６ａ、ｂ内で決定されることができることを理解されたい。図２に描写される個別の電極２１２ａ−ｃに印加される例示的電位の結果、個別のチャネル２１６ａ、ｂ内のイオンは、同じ分離電場ＳＡおよび異なる補償電場（すなわち、ＣＡおよびＣＢ）を備える、異なる微分移動度電場を受けるであろう。単一分離電場と、等価大きさおよび反対極性の２つの補償電場とから成る、２つの微分移動度電場は、異なる種のイオンを伝送するために効果的であり得るため、これらの２つの組み合わせによって発生させられた微分移動度電場は、本開示の意味において均等物であると見なされないことに留意されたい。しかしながら、当業者は、微分移動度電場が、ＳおよびＣの個別の配向が相互に対して一貫したままである限り、その大きさに基づいて、本教示の意味において１つに匹敵すると見なされ得ることを理解されるであろう。例えば、図２のチャネル２１６ａ、ｂを参照すると、電極２１２ａ−ｃが、ＳＡおよびＣＡをチャネル２１６ａ内に、−ＳＡおよび−ＣＡをチャネル２１６ｂ内に発生させるように構成される場合、各チャネル２１６ａ、ｂ内のイオンは、本教示の意味において同じ微分移動度電場を受けるであろう（同一種のイオンは、単に、各チャネル２１６ａ、ｂ内において反対ｙ−方向にドリフトするであろう）。同様に、電極２１２ａ−ｃが、ＳＡおよび−ＣＡをチャネル２１６ａ内に、−ＳＡおよびＣＡをチャネル２１６ｂ内に発生させるように構成される場合、各チャネル２１６ａ、ｂ内のイオンは、再び、ＳＡおよびＣＡの相対配向ならびに大きさがチャネル２１６ａ、ｂ間で一貫したままであるため、本教示の意味において同じ微分移動度電場を受けるであろう。
【００４３】
したがって、本教示の種々の側面によると、ＣＡ（例えば、ＣＶＡ＝ＤＣ１−ＤＣ２を伴う）およびＣＢ（例えば、ＣＶＢ＝ＤＣ２−ＤＣ３を伴う）が、選択されたイオンが、各チャネル２１６ａ、ｂと関連付けられた電極のうちの１つにおいて中性化されずに、ドリフトガスを用いてｚ−方向に沿って伝送されるであろうように、各チャネル２１６ａ、ｂ内のサンプルイオンの異なるサブセット（例えば、異なる微分移動度特性を有する、異なる種）に対して安定軌道を優先的に復元するように、チャネル２１６ａ、ｂ毎に、選択（例えば、調整）されることができる（例えば、ＤＣ１、ＤＣ２、およびＤＣ３のうちの少なくとも１つを修正することによって）。ＳＶおよびＣＶの両方が各チャネル内で独立して制御され得るように、中央電極は、接地電位に維持されることができ、外側電極は、それらに印加されるＦＡＩＭＳ波形ならびにＤＣ分離電圧を有してもよいことが、当業者に明白となるであろう。
【００４４】
ここで図３および４を参照すると、図２のＤＭＳ２１０を使用して、複数のサンプルイオンを分析する例示的方法が、議論されるであろう。図３は、固定時変分離電圧ＳＶのための種々のＣＶ値における複数のサンプルイオン（同一極性を有する、着目イオン種Ｍ１＋およびＭ２＋を含む）の正規化された強度を描写する。図３に示されるように、サンプルイオンはそれぞれ、特定のＣＶ値において（固定時変分離電圧ＳＶの例示的ＤＭＳ条件のために）ピークイオン強度を呈し、イオン種Ｍ１＋は、ＣＶ＝２０ＶＤＣにおいて最大相対強度を呈し、イオン種Ｍ２＋は、ＣＶ＝４０ＶＤＣにおいて最大相対強度を呈する。また、図３のプロットから、着目イオン種のためのＣＶピーク間のＣＶ値においてピーク強度を呈する、いくつかのイオン種が存在することが観察されるであろう。従来のＤＭＳシステムを使用する場合、本教示に照らして、着目イオンのフィルタ処理は、ｉ）反復的に印加されるためのＳＶ／ＣＶの異なる組み合わせ（例えば、ＣＶ＝２０ＶＤＣを発生させ、サンプルイオンをフィルタ処理し、４０ＶＤＣへのＣＶの切替に先立って、任意の後続質量分析を実施することによって）、ｉｉ）両着目イオン種が伝送されるであろう値における単一ＣＶセットの使用（例えば、各着目イオンが１０％相対伝送を呈する、ＣＶ＝３０ＶＤＣにおいて）、および／またはｉｉｉ）電極の中に偏向される前に、（全ての種の）より多くのサンプルイオンがＤＭＳによって伝送されるであろうように、ドリフトガス流率の増加のうちの１つまたは複数のものを要求することを理解されたい。さらに、従来のＤＭＳを利用するこれらの技法はそれぞれ、減少されたスループット、増加されたデューティサイクル、減少された感度、および／または減少された分解能に悩まされ得ることを理解されたい。
【００４５】
ここで図４を具体的に参照すると、本教示の種々の側面による、図２のＤＭＳ２１０の断面側面図およびそれを使用して複数のサンプルイオンを分析する例示的方法が、図式的に描写される。最初に、図４Ｂに関して、中央電極２１２ｂは、接地され、ＳＶは、説明を容易にするために、図２に示されるようなＡＣ信号（例えば、ＲＦ信号）としてではなく、方形波として描写されることに留意されたい。但し、時変ＳＶ波形のいずれか（例えば、ＳＶの各サイクルの間、ＤＭＳ電極に印加される正味時変電圧がゼロである、正弦波、方形波、または他の非対称電場）であることが、当業者によって理解されるであろう。依然として図４Ｂを参照すると、非対称分離電場Ｓを発生させるために種々の電極２１２ａ、ｃに印加されるための例示的時変、ＲＦ、および／または非対称電気電圧のプロットが、描写される。具体的には、ＡＣ１信号は、総周期６μ秒を有する、方形波電圧を備え、電極２１２ａ、ｃに印加される電位は、２μ秒にわたって＋１０００Ｖ、次いで、４μ秒にわたって−５００ＶＤＣにある。図４Ｂの波形は、各周期の間、総サイクル時間６μ秒および正味時変電圧ゼロを伴う、方形波関数として描写されるが、非限定的実施例として、２つの正弦波の総和によって構築された波形を含む、他の波形形状および周期も可能性として考えられることが、当業者に明白となるであろう。
【００４６】
前述のように、ＤＣ電位もまた、電極２１２ａ−ｃに印加されることができ、対間のＤＣ電位差が、ＳＶのものに対する対抗静電力をチャネル２１６ａ、ｂ内に発生させる。前述のように、本ＤＣ補償電場（Ｃ）は、図４Ａに図式的に示されるように、ＳＶ／ＣＶの印加される組み合わせにおいて特定の微分移動度を伴うイオン種のみを通過させる一方、残りのイオン種が電極２１２ａ−ｃに向かってドリフトし、そこで中性化されるように、各チャネル２１６ａ、ｂ内で異なる固定値に設定されることができる。具体的には、図４Ｃは、ＣＶＡ＝２０ＶＤＣをチャネル２１６ａ内に、ＣＶＢ＝４０ＶＤＣをチャネル２１６ｂ内に設定するように、フィルタ電極２１２ａ、ｃに印加される（電極２１２ｂは、接地される）、例示的ＤＣ電気信号ＤＣ１およびＤＣ３のプロットを描写する。ここで図４Ａを参照すると、図４Ｂおよび４Ｃにおける波形によって発生させられた電場の組み合わせられた効果が、２つの着目イオン種に関する略図に示される。上側チャネル２１６ａでは、種Ｍ２＋に関して、非対称電場ＳＡ内のイオンの移動度は、注入に応じて、ＤＭＳ１１０の上側電極２１２ａに向かって正味移動１０３を示す。しかしながら、イオン種（Ｍ１＋）に関して、チャネル２１６ａ内の＋２０ＶＣＶ１は、Ｍ１＋イオン種をＤＭＳ１１０を通して安全軌道に沿って維持する（すなわち、フィルタ電極２１２ａ、ｂのうちの１つに衝打させずに）。同様に、ＣＶ２が種Ｍ２＋のための最大伝送に設定される、下側チャネル２１６ｂでは、Ｍ１＋イオンの軌道は、ＳＶ１／ＣＶ２において安定せず、電極２１２ｂにおいて中性化される一方、Ｍ２＋イオンは、チャネル２１６ｂを通してＤＭＳ２１０の出口に伝送されることができる。前述のように、本教示に照らして、反対配向のＳおよびＣ電場（すなわち、±ＳＡ）は、それにもかかわらず、ＳＶ／ＣＶの組み合わせの配向がチャネル間で一貫したままであるという点において、本教示内では、同じ微分移動度電場（すなわち、同じＳＶ／ＣＶの組み合わせ）であると見なされることができることが、当業者によって理解されるであろう。すなわち、＋２０Ｖ信号が、代わりに、図４Ａの電極２１２ｃに印加される場合、Ｍ２＋イオンの正味運動は、−ｙ−方向（すなわち、チャネル２１６ａ内のＭ２＋の概略運動の鏡像）となるであろう。
【００４７】
このように、イオンのサブセットが受ける特定のＳＶ／ＣＶ条件下、その特性イオン移動度に基づいて、サンプルイオンの選択されたサブセットを同時にフィルタ処理するためのシステムおよび方法は、従来のＤＭＳシステムと比較して、ｉ）特定のサンプル行程の間でＣＶまたはＳＶを切り替える必要性を排除することによって、改良されたデューティサイクルと、ｉｉ）データ入手時間を低減させることによって、増加されたスループットと、ｉｉｉ）サンプル分析の長さを低減させることによって、減少されたサンプル消費と、ｉｖ）異なる移動度特性を有する複数の着目イオン種の特定のイオン種毎にＤＭＳチャネルをより最適条件で動作させることによって、増加された感度および／または分解能とのうちの１つまたは複数のものを提供することができることを理解されたい。
【００４８】
再び図３および４を参照すると、例示的マルチチャネルＤＭＳ２１０はまた、単一ＳＶ／ＣＶの組み合わせが、各チャネル２１２ａ、ｂ内で同時に発生させられ得、マルチチャネルＤＭＳ２１０の入口端に進入する全てのサンプルイオンが、ＤＭＳ２１０を通した伝送の間、同じ微分移動度電場（例えば、同じＳＶ／ＣＶの組み合わせ）を受けるであろうように、動作するように構成されることができることを理解されたい。一例として、ある時間周期の間（例えば、単一着目イオンのみが存在する、あるＬＣ溶出時間において）、イオン種Ｍ１＋のみを伝送することを所望する場合、電極２１２ａ−ｃに提供される電気信号は、同一電場がチャネル２１６ａ、ｂ内で発生させられるであろうように調節されることができる（例えば、コントローラを介して）。図４Ａを具体的に参照すると、例えば、ＤＣ３は、各対２１２ａ、ｂおよび２１２ｂ、ｃの電極間のＤＣ電位差（ＣＶ）がＣＶ＝＋２０ＶＤＣにおいて同じであって、イオン種Ｍ１＋がチャネル２１６ａ、ｂのそれぞれから選択的に伝送されるであろうように、ＤＣ１と等しくなるように切り替えられ得る。
【００４９】
ここで図５を参照すると、本教示の種々の側面による、図１のシステム１００において使用するために好適な別の例示的マルチチャネル微分移動度分光計５１０が、図１のｚ−軸に沿った図に描写される。ＤＭＳ５１０は、図２に描写されるＤＭＳ２１０に類似するが、ＤＭＳ５１０が、３つのチャネル５１６ａ−ｃをその間に画定するように、６つの電極５１２ａ−ｆを含むという点において異なる。図５に示されるように、チャネルが電極（例えば、図２では電極２１２ｂ）を共有するのではなく、異なるチャネルと関連付けられた電極は、別のものから電気的に隔離されることができる。一例として、電気隔離層は、異なる電気信号がそこに印加され得るように、電極５１２ｂ、ｃ間に延在することができる。本明細書のその他で議論されるように、電極５１２ａ−ｆはそれぞれ、各チャネル内のサンプルイオンの異なるサブセットが、関連付けられた対向電極対間の各チャネル内で発生させられる特定のＳＶ／ＣＶの組み合わせ内のその移動度特性に基づいて伝送され得るように、異なる微分移動度電場を各チャネル５１６ａ−ｃ内で発生させるために、１つまたは複数の電力供給源に電気的に結合されることができる。
【００５０】
図２に描写されるように、各チャネル内において異なる補償電場Ｃを発生させ、同じ分離電場Ｓを維持するのではなく、図５は、本教示の種々の側面による、異なるＳＶ／ＣＶの組み合わせを複数のチャネルに提供するための代替方法を図式的に描写する。具体的には、図５に示されるように、ＤＭＳ５１０の各チャネル５１６ａ−ｃ内の補償電場（すなわち、ＣＡ）は、例えば、各対の電極間のＤＣ電位差が一定であるように、ＤＣ電気信号を各チャネルと関連付けられた電極のそれぞれに印加することによって、同じである。一方、それぞれ、チャネル３１６ａ−ｃ内で発生させられるＳＶＡ−Ｃはそれぞれ、第１の時変分離電気信号ＡＣ１を第１の電極５１２ａに、第２の時変分離電気信号ＡＣ２を第２の電極５１２ｂに、第３の時変分離電気信号ＡＣ３を第３の電極５１２ｃに、第４の時変分離電気信号ＡＣ４を第４の電極５１２ｄに、第５の時変分離電気信号ＡＣ５を第５の電極５１２ｅに、第６の時変分離電気信号ＡＣ６を第６の電極５１２ｆに印加するように構成される、電力システムに電極５１２ａ−ｆを結合することによって、相互と異なることができる。したがって、チャネル５１６ａ−ｃのそれぞれ内のＣＶは、各チャネル５１６ａ−ｃが、個別のＳＶ１−３／ＣＶ１の組み合わせ下で安定するイオンを選択的に伝送するように、同一値に設定される一方、ＳＶは、（ＡＣ２−ＡＣ１）、（ＡＣ４−ＡＣ３）、および（ＡＣ６−ＡＣ５）の組み合わせに基づいて、異なる大きさを呈する。
【００５１】
ここで図６を参照すると、本教示の種々の側面による、図１のシステム１００において使用するために好適な別の例示的マルチチャネル微分移動度分光計６１０が、図１のｚ−軸に沿った図に描写される。ＤＭＳ６１０は、それぞれ、図２および５のＤＭＳ２１０ならびにＤＭＳ５１０に類似するが、ＤＭＳ６１０が、４つのチャネル６１６ａ−ｄをその間に画定するように、８つの電極６１２ａ−ｈを含むという点において異なる。図６に示されるように、異なるチャネルと関連付けられた電極は、別のものから電気的に隔離されることができる（例えば、絶縁体が６１２ｂと６１２ｃとの間に存在する）。本明細書のその他で議論されるように、電極６１２ａ−ｈはそれぞれ、各チャネル内のサンプルイオンの種々のサブセットが、関連付けられた対向電極対間の各チャネル内で発生させられる特定のＳＶ／ＣＶの組み合わせ内のその移動度特性に基づいて伝送され得るように、時変電場を各チャネル６１６ａ−ｄ内に発生させるために、電力システムに電気的に結合されることができる。図６は、本教示の種々の側面による、異なるＳＶ／ＣＶの組み合わせを複数のチャネルに提供するための付加的例示的方法を図式的に描写する。具体的には、図６に示されるように、ＤＭＳ６１０の各チャネル６１６ａ−ｄ内のＣＶは、電極毎にＤＣ電位を選択的に設定することによって変動され（すなわち、ＣＡ−Ｄ）、ＤＣ補償電場（ＣＡ−Ｄ）は、それぞれ、電極対６１２ａ、ｂ、６１２ｃ、ｄ、６１２ｅ、ｆ、および６１２ｇ、ｈ間のＤＣ電位差に基づいて、各チャネル６１６ａ−ｄ内で決定される。加えて、チャネル６１６ａ−ｄ内で発生させられるＳＡ−Ｄはそれぞれ、異なる分離電気信号を電極６１２ａ−ｈに印加するように構成される、電力システムに電極６１２ａ−ｈを結合することによって、相互と異なることができる。したがって、Ｓ／Ｃの組み合わせは、サンプルイオンの異なるサブセットがＤＭＳ６１０のチャネルのそれぞれから伝送され得るように、他のチャネルに対してチャネル６１６ａ−ｄ毎に異なる。
【００５２】
ここで図７Ａ−Ｃを参照すると、本教示の種々の側面による、別の例示的マルチチャネル微分移動度分光計７１０およびそれを動作させるための例示的方法が、描写される。図７Ａに示されるように、ＤＭＳ７１０は、６つの電極対（すなわち、７１２ａ、ｂ、７１２ｃ、ｄ等）に配列され、６つのチャネルをその間に画定し、その中で６つの異なるＣＶ（すなわち、ＣＶＡ−Ｆ）が、ＳＶおよびＣＶＡ−Ｆの各組み合わせにおけるイオンの移動度に基づいて、並行して、サンプルイオンの６つの異なるサブセットを選択的に伝送するように、同じＳＶ（すなわち、６つのＳＶ／ＣＶの組み合わせ）との組み合わせにおいて発生させられ得る、複数の電極７１２ａ−１を含む。
【００５３】
示されるように、電極対の電極７１２ａ−１はそれぞれ、その対内の他方の電極の平面伝導性表面７２４ｂから間隙７１６を横断して、平行対面関係に配置される、平面伝導性表面７２４ａを備える。したがって、電極７１２ａの平面表面７２４ａは、間隙７１６の同一側に配置される他方の電極７１２ｃ、ｅ、ｇ、ｉ、ｋのそれぞれの平面表面と同一平面である。同様に、電極７１２ｂの平面表面７２４ｂは、間隙７１６の電極７２４ｂと同一側に配置される他方の電極７１２ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｋのそれぞれの平面表面と同一平面である。加えて、図７に示されるように、電極はそれぞれ、本教示の種々の側面によると、異なる電気信号がそこに印加され得るように、異なる電極対の隣接する電極を相互から電気的に絶縁するようセパレータ７２６によって分離される。隣接する対の電極間に印加されるＣＶ（すなわち、ＣＶＡ−Ｆ）によって生じる電位の微分のため、セパレータ７２６は、１つのチャネルからのイオンが隣接するチャネルの中に移動しないように防止するために効果的であり得る。ここで図７Ｂおよび７Ｃを参照すると、チャネル毎のＣＶＡ−Ｆの電場の大きさは、例えば、従来の単一チャネルＤＭＳ内のＣＶがそのＣＶを連続（図７Ｂにおけるように）または段階的方式（図７Ｃにおけるように）で走査させ、隣接するチャネル間のΔＣＶが一定または可変である場合と同様に、ＤＭＳ６１０の種々のチャネルがサンプルイオンの異なるサブセットを同時に伝送するように選択されることができることを理解されたい。
【００５４】
ここで図８Ａ−Ｃを参照すると、本教示の種々の側面による、別の例示的マルチチャネル微分移動度分光計８１０およびそれを動作させるための例示的方法が、描写される。ＤＭＳ８１０は、同様に、６つのチャネルをその間に画定し、その中で６つの異なるＳＶが同じＣＶ（すなわち、６つのＳＶ／ＣＶの組み合わせ）との組み合わせで発生させられ得るように、６つの電極対（すなわち、８１２ａ、ｂ、８１２ｃ、ｄ等）で配列される、複数の電極８１２ａ−１を含むという点において、ＤＭＳ７１０に類似する。本明細書のその他で議論されるように、ＤＭＳ８１０内で発生させられる６つのＳＶ／ＣＶの組み合わせは、サンプルイオンの６つの異なるサブセットが、各組み合わせ（すなわち、ＳＶＡ−Ｆ／ＣＶ）におけるイオンの移動度に基づいて、並行して選択的に伝送されることを可能にすることができる。間隙８１６の各側の電極はそれぞれまた、図７を参照して前述のように、セパレータ８２６によって分離されるが、図８Ｂおよび／または８Ｃに描写される例示的方法では、チャネル内で発生させられる異なる時変ＳＶＡ−Ｆのそれぞれが、それにもかかわらず、周期毎にゼロボルトの平均電圧となるはずであるため、セパレータ８２６を間隙８１６を横断して延在させる必要はない。
【００５５】
図７Ｂ、７Ｃ、８Ｂ、および８Ｃは、ＳＶおよびＣＶのうちの一方を全てのチャネルを横断して固定されるように維持しながら、ＳＶおよびＣＶの他方を調節することを実証するが、ＤＭＳ７１０および８１０の各チャネルＡ−Ｆ内のＳＶならびにＣＶの両方が、他のチャネルのＳＶおよびＣＶに対して異なり得ることを理解されたい。前述のように、そのような側面では、図７Ａにおけるように、セパレータが間隙を横断して延在することが好ましくあり得る。
【００５６】
多数の変更が、本教示の範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に行われ得ることを理解されたい。例えば、非対称電場（Ｓ）の大きさは、単にＳＶの大きさを変化させることに加え、異なるチャネル内の間隙高さまたは圧力を変化させることによって変動されることができる。前述の図および実施例は、具体的要素を指すが、これは、実施例および例証にすぎず、限定ではないことが意図される。種々の変更が、添付の請求項によって包含される教示の範囲から逸脱することなく、形態および詳細において、開示される実施形態に行われ得ることが当業者によって理解されるはずである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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